【摘 要】
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1948年伽博发明全息术,通过干涉的方式记录并重建物体的三维信息,激光的出现使全息术在生物成像、干涉计量等领域开始了广泛应用。高分辨率全息成像一直是研究人员追求的目标,其中使用更短波长光源是一种有效的方案。毛细管放电软X射线激光器具有装置尺寸小,输出激光稳定,亮度和相干度高的优势,本文研究了毛细管放电46.9nm激光同轴全息成像过程中,不同实验条件对再现结果的影响,探究46.9nm激光高分辨率成像
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1948年伽博发明全息术,通过干涉的方式记录并重建物体的三维信息,激光的出现使全息术在生物成像、干涉计量等领域开始了广泛应用。高分辨率全息成像一直是研究人员追求的目标,其中使用更短波长光源是一种有效的方案。毛细管放电软X射线激光器具有装置尺寸小,输出激光稳定,亮度和相干度高的优势,本文研究了毛细管放电46.9nm激光同轴全息成像过程中,不同实验条件对再现结果的影响,探究46.9nm激光高分辨率成像方法。理论方面,介绍了伽博同轴全息原理,以及几种常用的数字再现算法和再现像质量评价参数。分析了不同算法适用的成像距离条件,以及成像距离、全息图尺寸等参数对成像极限分辨率的影响。实验方面,首先使用13μm像素尺寸CCD相机,在不同记录距离条件进行46.9nm激光同轴数字全息实验,与理论分析的极限分辨率对比,对横向放大倍率1.43的蚕丝再现像分辨率约为37.3μm。接着根据点光源全息理论分析再现距离随记录距离的变化关系,将实验数据与理论模型相拟合,发现在实验中记录距离变化范围较小时,最佳再现距离与记录距离呈线性的变化关系。再调整毛细管内充入的氩气气压对不规则铁粉成像,探究了最佳再现距离与激光相干性和气压参数的关系;以及激光相干性变化对再现像质量的影响。为获得高分辨率全息成像,采用高分辨率PMMA光刻胶代替CCD作为记录介质,并缩短记录距离,与CCD实验结果对比,再现结果能够成功分辨铁粉边缘的不规则轮廓,获得了更高的再现分辨率。减小记录距离对更小尺寸的原子力显微镜探针成像,再现像空间分辨率达到了百纳米量级,接近理论衍射极限。最后应用不同的衍射传播和消零级再现算法,结合理论采样条件和评价参数分析对比了不同算法再现结果的差异,并在一定程度上有效抑制了同轴全息再现过程中零级光和孪生像干扰,获得了更高的成像质量。
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